CN101802540B - 板层积式热交换器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热交换效率高的板层积式热交换器。在板层积式热交换器(100)中，凸部(10)的两端收敛于高温流体用入口孔(58a)和高温流体用出口孔(58b)。一对芯板(53)和(54)被组装成使芯板(53)的未形成有凸部(10)的一侧面向芯板(54)的未形成有凸部(10)的一侧，并且形成在各自芯板上的凸部(10)和(10)成对但朝向相反的方向。一对芯板(53)和(54)形成由凸部(10)和(10)的壁面包围的多根管件，且此管件形成高温流体室。

Description

板层积式热交换器
发明领域
本发明涉及板层积式热交换器，例如，油冷却器和EGR冷却器。
背景技术
图10表示现有板层积式热交换器的一例。图10所示的板层积式热交换器500包括前后端板51和52以及层积在该前后端板51和52之间的多对芯板53和54(芯件55)，各对芯板53和54的外周法兰(例如，外周法兰53a和54a)在钎焊加工中相互接合，借此在被端板51，52和芯板53，54包围的空间内通过交替层积而限定高温流体室和低温流体室，各流体室与突设在前端板51上的循环管对56a，56b和循环管对57a，57b连通。形成有翅片25的中间芯板27介于各对芯板53和54之间(参见例如日本专利特开Nos.2001-194086和2007-127390)。
各芯板53和54呈近似平板状。高温流体用出口孔58b和低温流体用入口孔59a设在各芯板53和54的纵向一端侧上。另一方面，高温流体用出口孔58b和低温流体用入口孔59a设在各芯板53和54的纵向另一端侧上。各芯板53和54的高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b以及低温流体用入口孔59a和低温流体用出口孔59b设在该芯板53和54的各个角部附近，且各芯板53和54的一对高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b以及一对低温流体用入口孔59a和低温流体用出口孔59b基本位于该芯板53和54的各自对角线上。各对芯板53和54形成芯件55。供高温流体(例如，油或EGR排气)流经的高温流体室被限定在各芯件55内。另一方面，供低温流体(例如，冷却水)流经的低温流体室被限定在芯件55之间。高温流体室和低温流体室分别与循环管56a，56b和循环管57a，57b连通。高温流体和低温流体经由循环管56a，56b和循环管57a，57b导入各流体室内或者从各流体室排出。高温流体和低温流体在流经各流体室时经由芯板53和54交换热量。图11表示热交换过程。图11所示的芯板在形状上不同于图10所示的芯板。在图11中，与图10相同或者相似的部分具有相同的参考符号。
如图11所示，高温流体和低温流体基本线性地从入口孔58a和59b流向出口孔58b和59b。因此，芯板53和54对传热即高温流体与低温流体之间的热交换不起作用的区域(参见图8中的部分V)大。结果，现有板层积式热交换器500具有热交换效率低的问题。
发明内容
本发明是考虑到上述问题而作出的。本发明的目的是提供一种热交换效率高的板层积式热交换器。
为解决上述问题，本发明提供这样一种板层积式热交换器，其包括：前后端板；层积于所述前后端板之间的多对芯板；以及供高温流体流经的高温流体室和供低温流体流经的低温流体室，该高温流体室和低温流体室通过在钎焊加工中将各对芯板的外周法兰相互接合而被限定在由所述端板和所述芯板包围的空间内，各所述流体室与突设在所述前端板或所述后端板上的一对循环管连通。该板层积式热交换器的特征在于以下特征：多个槽状凸部形成在各所述平芯板的一侧上，所述凸部被设置成基本平行于所述板的纵向。高温流体用入口孔和低温流体用出口孔设在各所述芯板的纵向一侧上，高温流体用出口孔和低温流体用入口孔设在各所述芯板的纵向另一侧上。一对所述高温流体用入口孔和所述高温流体用出口孔、以及一对所述低温流体用入口孔和所述低温流体用出口孔基本设在各所述芯板的各个对角线上。各所述凸部的两端分别收敛于所述高温流体用入口孔和所述高温流体用出口孔。各对所述芯板被组装成使所述两芯板之一的与所述一侧相反的那侧面向所述两芯板之另一的与所述一侧相反的那侧，并且形成在各个芯板上的所述凸部成对但朝向相反的方向，以及所述一对芯板形成由形成在各个芯板上的所述凸部的壁面包围的多根管件，且所述管件形成相应的高温流体室。
本发明的特征还在于：各所述芯板沿层积方向看具有大致平行四边形的形状，以及所述高温流体用入口孔和所述高温流体用出口孔设在对角较大的一对角部处，而所述低温流体用入口孔和所述低温流体用出口孔设在对角较小的一对角部处。
本发明的特征还在于：所述管件被构造成使端对端长度越短的管件沿所述芯板的所述宽度方向的剖面积越小。
本发明还提供这样一种板层积式热交换器，其包括：前后端板；层积于所述前后端板之间的多对芯板；以及供高温流体流经的高温流体室和供低温流体流经的低温流体室，该高温流体室和低温流体室通过在钎焊加工中将各对芯板的外周法兰相互接合而被限定在由所述端板和所述芯板包围的空间内，各所述流体室与突设在所述前端板或所述后端板上的一对循环管连通。该板层积式热交换器的特征在于以下特征：多个槽状凸部形成在各所述平芯板的一侧上，所述凸部被设置成基本平行于所述板的纵向。各所述板这样弯曲，以使山部和谷部沿所述板的层积方向形成且所述山部和谷部沿所述板的所述纵向重复。高温流体用入口孔和低温流体用出口孔设在各所述芯板的纵向一端侧上，高温流体用出口孔和低温流体用入口孔设在各所述芯板的纵向另一端侧上。一对所述高温流体用入口孔和所述高温流体用出口孔以及一对所述低温流体用入口孔和所述低温流体用出口孔基本设在各所述芯板的各个对角线上。各所述凸部的两端分别收敛于所述高温流体用入口孔和所述高温流体用出口孔。各对所述芯板被组装成使所述两芯板之一的与所述一侧相反的那侧面向所述两芯板之另一的与所述一侧相反的那侧，并且形成在各个芯板上的所述凸部成对但朝向相反的方向。
本发明的特征还在于：各所述凸部还具有沿着与所述芯板的所述纵向垂直的所述芯板的所述宽度方向形成的山部和谷部，且所述山部和谷部沿着所述芯板的所述纵向重复。
本发明的特征还在于：在由沿所述芯板的所述宽度方向形成的所述山部和谷部构成的波的周期和振幅方面，形成在各对所述芯板上的所述凸部相同。
本发明的特征还在于：所述凸部沿着所述芯板的所述纵向以同相位方式蜿蜒。
本发明的特征还在于：各对所述芯板形成由所述凸部的壁面包围的多根蛇形管，且所述蛇形管形成相应的高温流体室。
本发明的特征还在于：所述凸部沿着所述芯板的所述纵向以反相位方式蜿蜒。
本发明的特征还在于：第二凸部沿着与所述高温流体的流动方向基本垂直的方向形成在用于形成所述凸部的壁面上。
附图说明
图1表示在板层积式热交换器100中高温流体和低温流体如何经由芯板53交换热量；
图2表示在板层积式热交换器110中高温流体和低温流体如何经由芯板53交换热量；
图3表示在板层积式热交换器120中高温流体和低温流体如何经由芯板53交换热量；
图4是板层积式热交换器150的分解透视图；
图5表示在板层积式热交换器160中高温流体和低温流体如何经由芯板53交换热量；
图6A是表示板层积式热交换器200的改良部分的透视图；
图6B是表示板层积式热交换器200的改良部分的侧视图；
图7A是形成有第二凸部50的板层积式热交换器200的透视图；
图7B是表示图7A的局部的放大图；
图8是表示板层积式热交换器300的改良部分的透视图；
图9A是表示板层积式热交换器400的改良部分的放大图；
图9B是表示板层积式热交换器400的改良部分的示意俯视图；
图10是现有板层积式热交换器500的分解透视图；以及
图11表示在现有板层积式热交换器500中高温流体和低温流体如何经由芯板53交换热量。
符号的说明
10，30，40  凸部
50   第二凸部
58a  高温流体用入口孔
58b  高温流体用出口孔
59a  低温流体用入口孔
59b  低温流体用出口孔
100，110，120，150，160，200，300，400  板层积式热交换器
具体实施方式
以下将参照附图说明本发明的实施例。
第一实施例
首先将参照图1至3说明本发明的第一实施例。
图1至3表示在依据本发明第一实施例的板层积式热交换器100，110和120中高温流体和低温流体如何经由芯板53交换热量。在图1至3中，与图10和11相同或者相似的部分具有相同的参考符号。
图1至3中所示的各板层积式热交换器100，110和120包括前后端板51和52以及层积在该前后端板51和52之间的多对芯板53和54，各对芯板53和54的外周法兰(例如，外周法兰53a和54a)在钎焊加工中相互接合，借此供高温流体流经的高温流体室和供低温流体流经的低温流体室被限定在由端板51，52和芯板53，54包围的空间内，且各流体室与突设在前端板51上的循环管对56a，56b和循环管对57a，57b连通。
多个槽状凸部10形成在各个平芯板53和54的一侧上，且凸部10a至10e被设置成基本平行于板的纵向。高温流体用入口孔58a和低温流体用出口孔59b设在各芯板53和54的纵向一端侧上。另一方面，高温流体用出口孔58b和低温流体用入口孔59a设在各芯板53和54的纵向另一端侧上。各芯板53和54的入口孔58a和出口孔58b以及入口孔59a和出口孔59b设在该芯板53和54的各个角部附近，且各芯板53和54的一对入口孔58a和出口孔58b以及一对入口孔59a和出口孔59b，基本位于该芯板53和54的各个对角线上。各凸部10的两端分别收敛到高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b。具体的，各凸部10a至10e的两端部呈近似弧形，且与高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b连接。这样组装各对芯板53和54，使芯板53的与上述一侧相反的那侧面向芯板54的与上述一侧相反的那侧，并且形成在各芯板上的凸部10和10成对但朝向相反的方向。一对芯板53和54形成由凸部10和10的壁面包围的多根管件，且此管件形成相应的高温流体室。
图1所示的芯板53从芯板53和54的层积方向看呈近似矩形。另一方面，图2和3所示的芯板53从芯板53和54的层积方向看呈近似平行四边形。在图2和3所示的芯板53中，高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b设在对角较大的一对角部处，而低温流体用入口孔59a和低温流体用出口孔59b设在对角较小的一对角部处。
在图1至3所示的各芯板53中，各高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b具有近似圆形的剖面形状。另一方面，各低温流体用入口孔59a和低温流体用出口孔59b具有通过使近似圆形剖面形状变形而获得的形状，具体的，是通过使近似圆形剖面形状依据芯板53的相应角部的形状、相邻的高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b的形状、以及设在芯板53的宽度方向的端侧上的凸部10a至10e的收敛区域的形状适当变形而获得的形状。
这样构成被形成在图1和2所示的板层积式热交换器100和110内的多根管件，使得该管件沿芯板53和54宽度方向的剖面积基本相同，且形成该管件的凸部10a至10e沿芯板53和54宽度方向的剖面积满足以下关系：也就是说，凸部10a的剖面积＝凸部10b的剖面积＝凸部10c的剖面积＝凸部10d的剖面积＝凸部10e的剖面积。另一方面，这样形成被形成在图3所示的板层积式热交换器120内的管件，使得端对端长度越长的管件具有越大的剖面积，而端对端长度越短的管件即通向高温流体用入口孔58a的收敛部与通向高温流体用出口孔58b的收敛部之间的长度越短的管件，沿芯板53和54宽度方向的剖面积越小。更具体的，这样构造被形成在板层积式热交换器120内的管件，使得设在越靠近芯板53和54的中心且越远离沿该芯板53和54的宽度方向的两端的位置上的管件，沿芯板53和54宽度方向的剖面积越小，且形成管件的凸部10a至10e沿芯板53和54宽度方向的剖面积满足以下关系：也就是说，凸部10a的剖面积＝凸部10e的剖面积＞凸部10b的剖面积＝凸部10d的剖面积＞凸部10c的剖面积。
在板层积式热交换器100，110和120中，一对芯板53和54形成由凸部10和10的壁面包围的多根管件，该管件形成相应的高温流体室。另外，各管件的两端被构造成分别收敛至高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b。结果，高温流体流经管状高温流体室且以圆弧旋回方式在高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b附近流动。由此，在流动过程中，高温流体与芯板53和54的广范围区域接触。结果，芯板53和54对传热不起作用的区域减少，该芯板53和54对高温流体与低温流体之间的热交换起作用的区域大。结果，芯板53和54的有效热交换面积增加约10至15％。因此，板层积式热交换器100，110和120内的高温流体与低温流体之间的热交换效率，高于现有的板层积式热交换器500的热交换效率。具体的，热交换效率提高5至10％。
在板层积式热交换器110和120中，各芯板53和54呈大致平行四边形，流经设在芯板53和54的宽度方向的端侧上的管件的高温流体，以大半径的旋回方式在高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b附近流动。结果，芯板53和54对传热不起作用的区域进一步减少，该芯板53和54对高温流体与低温流体之间的热交换起作用的区域更大。因此，板层积式热交换器110和120的热交换效率高于板层积式热交换器100的热交换效率。
另外，在板层积式热交换器120中，这样构造上述管件，使得设在越靠近芯板53和54的中心且越远离沿该芯板53和54的宽度方向的两端的位置上的管件，沿芯板53和54宽度方向的剖面积越小。结果，在板层积式热交换器120中，高温流体流经设在芯板53和54的宽度方向的端侧上的管件的体积流率，与流经设在芯板53和54的中心的管件的体积流率相似。结果，高温流体流经设在芯板53和54的宽度方向的端侧上的管件的流量，与高温流体流经设在芯板53和54的中心处的管件的流量基本相同，借此高温流体流经所有管件的流量基本相同。因此，板层积式热交换器120的热交换效率高于板层积式热交换器110的热交换效率。
第二实施例
参照图4说明本发明的第二实施例。
图4是依据本发明第二实施例的板层积式热交换器150的分解透视图。在图4中，与图1至3所示相同或相似的部分具有相同的参考符号。
图4所示的板层积式热交换器150包括前后端板51和52以及层积在该前后端板51和52之间的多对芯板53和54，各对芯板53和54的外周法兰在钎焊加工中相互接合，借此供高温流体流经的高温流体室和供低温流体流经的低温流体室被限定在由端板51，52和芯板53，54包围的空间内。高温流体室与突设在前端板51上的一对循环管56a，56b(未表示)连通，而低温流体室与突设在后端板52上的一对循环管57a，57b(未表示)连通。用于连接循环管56a和56b的连接孔560a和560b形成在前端板51内，用于连接循环管57a和57b的连接孔570a和570b形成在后端板52内。端板51和52具有依据芯板53和54的形状适当凹凸的部分。
多个槽状凸部10形成在各平芯板53和54的一侧上，且凸部10a至10e被设置成基本平行于板的纵向。各平板按照使山部和谷部沿着板的层积方向形成且该山部和谷部沿板的纵向重复的方式弯曲。各芯板53和54从该芯板53和54的层积方向看呈近似矩形。
高温流体用入口孔58a和低温流体用出口孔59b设在各芯板53和54的纵向一端侧上。另一方面，高温流体用出口孔58b和低温流体用入口孔59a设在各芯板53和54的纵向另一端侧上。在各芯板54内，安装部60一体形成在低温流体用入口孔59a和低温流体用出口孔59b处。各芯板53和54的高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b，以及低温流体用入口孔59a和低温流体用出口孔59b设在该芯板53和54的各个角部处，且各芯板53和54的一对高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b、以及一对低温流体用入口孔59a和低温流体用出口孔59b，基本位于该芯板53和54的对角线上。各凸部10的两端分别收敛到高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b。这样组装各对芯板53和54，使芯板53的与上述一侧相反的那侧面向芯板54的与上述一侧相反的那侧，并且形成在各芯板上的凸部10和10成对但朝向相反的方向。
在板层积式热交换器150中，一对芯板53和54形成由凸部10和10的壁面包围的多根管件，且此管件形成相应的高温流体室。各管件的两端被构造成分别收敛至高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b。另外，山部和谷部沿着芯板53和54的层积方向形成，且该山部和谷部沿该芯板53和54的纵向重复。结果，高温流体流经具有上述复杂构造的高温流体室，且以圆弧旋回的方式在高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b附近流动。由此，在流动过程中，高温流体与芯板53和54的广范围区域接触。结果，芯板53和54对传热不起作用的区域减少，该芯板53和54对高温流体与低温流体之间的热交换起作用的区域大。因此，板层积式热交换器150的热交换效率高于现有板层积式热交换器500的热交换效率，甚至高于上述板层积式热交换器100的热交换效率。
第三实施例
参照图5说明本发明的第三实施例。
图5表示在依据本发明第三实施例的板层积式热交换器160中高温流体和低温流体如何经由芯板53交换热量。在图5中，与图4所示相同或相似的部分具有相同的参考符号。在以下对板层积式热交换器160的芯板53的说明中，将主要说明该芯板53与图4所示的芯板不同的部分。
在图5所示的板层积式热交换器160中，芯板53从芯板53和54的层积方向看呈近似平行四边形。在芯板53内，高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b设在对角较大的一对角部处，而低温流体用入口孔59a和低温流体用出口孔59b设在对角较小的一对角部处。凸部10a至10e形成在芯板53上，且被设置成基本平行于该芯板53的纵向。与图4所示的凸部10a至10e一样，凸部10a至10e具有沿芯板53的层积方向形成的山部和谷部。此山部和谷部沿芯板53的纵向周期性地重复。凸部10a至10e还具有沿芯板53的宽度方向形成的山部和谷部。此山部和谷部沿芯板53的纵向周期性地重复。由沿芯板53的层积方向形成的山部和谷部构成的波，和由沿芯板53的宽度方向形成的山部和谷部构成的波具有相同的波周期。沿芯板53的层积方向形成的山部和谷部，设在与沿芯板53的宽度方向形成的山部和谷部同相位的位置。然而，本发明的构造不限于上述构造。例如，本发明可选择性地构造成使沿芯板53的层积方向形成的山部和谷部对应于沿芯板53的层积方向形成的山部和谷部。
形成于一对芯板53和54内的凸部10和10被构造成在彼此同相位的同时沿着该芯板53和54的纵向蜿蜒。一对芯板53和54形成由凸部10和10的壁面包围的多根蛇形管，此蛇形管形成相应的高温流体室。这样构造此蛇形管，使得设在越靠近芯板53和54的中心且越远离沿该芯板53和54的宽度方向的两端的位置上的管件具有越小的剖面积。具体的，形成蛇形管的凸部10a至10e沿芯板53和54宽度方向的剖面积满足以下关系：凸部10a的剖面积＝凸部10e的剖面积＞凸部10b的剖面积＝凸部10d的剖面积＞凸部10c的剖面积。
在板层积式热交换器160中，一对芯板53和54形成由凸部10和10的壁面包围的多根蛇形管，该蛇形管形成相应的高温流体室。各蛇形管的两端被构造成分别收敛至高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b。另外，山部和谷部沿着芯板53和54的层积方向形成，且该山部和谷部沿该芯板53和54的纵向重复。山部和谷部还沿着芯板53和54的宽度方向形成，且该山部和谷部沿该芯板53和54的纵向重复。结果，高温流体流经由蛇行管形成的高温流体室，且以圆弧旋回方式在高温流体用入口孔58a和高温流体用出口孔58b附近流动。由此，在流动过程中，高温流体与芯板53和54的广范围区域接触。结果，芯板53和54对传热不起作用的区域减少，该芯板53和54对高温流体与低温流体之间的热交换起作用的区域大。因此，板层积式热交换器160的热交换效率高于现有的板层积式热交换器500的热交换效率，甚至高于上述板层积式热交换器150的热交换效率。
其它实施例
参照图6A，6B和图7A，7B说明本发明的另一实施例。图6A，6B和图7A，7B表示依据本发明另一实施例的板层积式热交换器200的改良部分。图7A和7B表示形成在图6A和6B所示的凸部30和40上的第二凸部50。在图6A，6B和图7A，7B中，相同或相似的部分具有相同的参考符号。
图6A，6B和图7A，7B所示的板层积式热交换器200包括前后端板51和52、以及层积在该前后端板51和52之间的多对芯板13和14(芯件15)，各对芯板13和14的外周法兰在钎焊加工中相互接合，借此高温流体室在由端板51，52和芯板13，14包围的空间内交替地层积，且各流体室与突设在前端板51上的循环管对56a，56b和循环管对57a，57b连通。
各芯板13和14是改良平板。具体的，多个波状凸部30和40形成在各平芯板13和14的一侧上，且该波状凸部30和40沿板的纵向连续蜿蜒。各板按照使山部和谷部沿着板的层积方向形成且该山部和谷部沿板的纵向重复的方式弯曲。多个凸部30和40被设置成平行于芯板13和14的纵向，且彼此等距隔开。凸部30和40具有沿芯板13和14的宽度方向形成的山部和谷部，该山部和谷部按照使它们沿芯板13和14的纵向交替地且周期性地重复的方式蜿蜒。凸部30和40还具有沿芯板13和14的层积方向形成的山部和谷部，该山部和谷部按照使它们沿芯板13和14的纵向交替地且周期性地重复的方式蜿蜒。沿芯板13和14的宽度方向形成的山部和谷部被设置成与沿芯板13和14的层积方向形成的山部和谷部对应。凸部30和40不仅在芯板13和14的层积方向上波动，而且在芯板13和14的宽度方向上波动。在沿芯板13和14的宽度方向形成的波的周期、相位和振幅方面，凸部30和40相同。
这样组装各对芯板13和14(芯件15)，使芯板13的与其上形成有凸部30和40的一侧相反的那侧面向芯板14的与其上形成有凸部30和40的一侧相反的那侧，并且形成在各芯板上的凸部30和40成对但朝向相反的方向(参见图3A)。在各芯件15内形成有由凸部30和40的壁面包围的多根蛇形管，且此蛇形管形成相应的高温流体室。这样组装芯件15，使得沿层积方向形成在各芯板上的山部(谷部)相互重叠(参见图3B)。
朝向上下相反方向的凸部30和40成对且形成蛇形管，沿芯板13和14的宽度方向相邻的蛇形管不相互连通。因此，高温流体基本沿纵向分别流经各单根蛇形管而不流入相邻的其它蛇形管内。然而，本发明的构造不限于上述构造。例如，凸部30和40可被形成为使它们的相位沿芯板13和14的纵向或宽度方向相差半个周期，以使它们不形成蛇形管(未表示)。在此构造中，高温流体流入相邻凸部之间的部分内，由此形成更复杂的高温流体室。另外优选的，浮凸部31和41在与沿芯板13和14的层积方向形成的山部和谷部对应的位置形成于凸部30和40上。在此情况下，当一对芯板13和14层积时，一对上下浮凸部31和41彼此抵接，并在低温流体室内形成圆柱状部件(参见图3B)。圆柱状部件沿芯板13和14的层积方向支承该芯板13和14，借此板强度提高。
如图7A和7B所示，优选的，第二凸部50形成在用于形成凸部30和40的各壁面上，以使各蛇形管具有内部复杂结构。也就是说，小的第二凸部50沿着与高温流体的流动方向基本垂直的方向连续形成在图4A和4B中所示的用于形成凸部30和40的各壁面上，且第二凸部50被设置成基本平行于芯板13和14的宽度方向。结果，在各蛇形管内形成更复杂的流路。然而，本发明不限于上述构造，相反，第二凸部50可以间断地形成。第二凸部50的形状、方向、布置及其它参数可适当地设计。例如，第二凸部50可沿着与凸部30和40的蜿蜒方向相垂直的方向连续或者间断地形成，或者可沿着凸部30和40的蜿蜒方向连续或者间断地形成。
依据上述构造，各对芯板13和14形成不仅沿芯板13和14的层积方向蜿蜒，而且沿芯板13和14的宽度方向蜿蜒的蛇形管。高温流体室形成在各蛇形管内，低温流体室形成在被夹于相邻蛇形管之间的区域内。由于各蛇形管形成复杂的流路而不再需要翅片，所以芯板13和14的传热面积增大。另外，由于各流体室的出入口之间的长度(流路长度)增加，所以热交换效率提高大约10至20％。因此，无翅片的板层积式热交换器200维持与提供翅片时所获得的热交换效率相等的热交换效率。另外，各芯件15可完全省略翅片。另外，减少翅片数量或者省略翅片使得部件数量减少，且因此成本降低。
板层积式热交换器200被构造成使高温流体沿纵向从一端至另一端流经蛇形管，因此具有与管式热交换器类似的构造。然而，板层积式热交换器200具有复杂的流路，且在这点上不同于管式热交换器的构造。也就是说，在管式热交换器中，各流体室由线性管形成，在构造上难以形成沿层积方向和宽度方向蜿蜒的蛇形管。因此，在管式热交换器中，明显难以在管内以及夹在管之间的区域内形成复杂流路。然而，在本发明的板层积式热交换器200中，仅使芯板13和14层积就可形成复杂流路。因此，在板层积式热交换器200中，高温流体与低温流体之间的热交换效率显著提高。
参照图8和图9A，9B说明本发明的其它实施例。图8是表示板层积式热交换器300的改良部分的透视图，图9A和9B表示板层积式热交换器400的改良部分。在图8和图9A，9B中，与图6A，6B和图7A，7B相同或相似的部分具有相同的参考符号。
如图8和图9A，9B所示，各板层积式热交换器300和400具有与图7A和7B所示的板层积式热交换器200基本相同的构造，在构造上不同于板层积式热交换器200之处在于，各凸部30和40的剖面形状不是近似矩形而是近似半球形。在图8所示的板层积式热交换器300中，凸部30和40按照同相位的方式沿着纵向蜿蜒，且一对凸部30和40形成由同相位的凸部30和40的壁面包围的蛇形管。蛇形管具有近似圆形的剖面形状，且形成复杂流路而无需翅片。结果，本实施方式中的芯板13和14的传热面积也增大。另外，由于各流体室的出入口之间的长度(流路长度)增加，所以热交换效率提高。
另一方面，在图9A和9B所示的板层积式热交换器400中，凸部30和40被构造成按照反相位方式沿芯板13和14的纵向蜿蜒(参见图9A)。图9B是图9A所示的板层积式热交换器400的示意俯视图，且沿图9B中的线A-A的剖视图基本对应于图9A。然而应注意的是，图9B未表示图9A所示的第二凸部50。
依据上述构造，一对芯板13和14形成由凸部30和40的壁面形成的复杂流路，且此复杂流路使得高温流体在它们的交叉点处被搅拌。结果，高温流体与低温流体之间的热交换效率显著提高。因此，板层积式热交换器300和400易于维持与提供翅片时所获得的热交换效率相等的热交换效率。另外，各对芯板可完全省略翅片。
工业实用性
本发明可提供热交换效率高的板层积式热交换器。

Claims (8)

1.一种板层积式热交换器，包括：
前端板和后端板；
层积于所述前端板和所述后端板之间的多对芯板；以及
供高温流体流经的高温流体室和供低温流体流经的低温流体室，该高温流体室和低温流体室通过在钎焊加工中将各对芯板的外周法兰相互接合而被限定在由所述前端板、所述后端板和所述芯板包围的空间内，各所述高温流体室和所述低温流体室与突设在所述前端板或所述后端板上的一对循环管连通，所述板层积式热交换器的特征在于，
多个槽状凸部形成在各所述芯板的一侧上，
所述凸部被设置成基本平行于所述芯板的纵向，
高温流体用入口孔和低温流体用出口孔设在各所述芯板的纵向一端侧上，高温流体用出口孔和低温流体用入口孔设在各所述芯板的纵向另一端侧上，
一对所述高温流体用入口孔和所述高温流体用出口孔、以及一对所述低温流体用入口孔和所述低温流体用出口孔基本设在各所述芯板的各个对角线上，
各所述凸部的两端分别收敛于所述高温流体用入口孔和所述高温流体用出口孔，
各对所述芯板被组装成使该对芯板中的一个的、与形成有凸部的一侧相反的那侧面向该对芯板中的另一个的、与形成有凸部的一侧相反的那侧，并且形成在各对所述芯板上的所述凸部成对但朝向相反的方向，以及
各对所述芯板形成由形成在各个芯板上的所述凸部的壁面包围的多根管件，以使通向高温流体用入口孔的收敛部与通向高温流体用出口孔的收敛部之间的长度越短的管件沿所述芯板的所述宽度方向的剖面积越小，并且所述管件形成相应的高温流体室。
2.根据权利要求1所述的板层积式热交换器，其特征在于，
各所述芯板沿层积方向看具有大致平行四边形的形状，以及
所述高温流体用入口孔和所述高温流体用出口孔设在对角较大的一对角部处，而所述低温流体用入口孔和所述低温流体用出口孔设在对角较小的一对角部处。
3.一种板层积式热交换器，包括：
前端板和后端板；
层积于所述前端板和所述后端板之间的多对芯板；以及
供高温流体流经的高温流体室和供低温流体流经的低温流体室，该高温流体室和低温流体室通过在钎焊加工中将各对芯板的外周法兰相互接合而被限定在由所述前端板、所述后端板和所述芯板包围的空间内，各所述高温流体室和所述低温流体室与突设在所述前端板或所述后端板上的一对循环管连通，所述板层积式热交换器的特征在于，
多个槽状凸部形成在各所述芯板的一侧上，
所述凸部被设置成基本平行于所述芯板的纵向，
各所述芯板这样弯曲，以使第一山部和谷部沿所述芯板的层积方向形成且所述第一山部和谷部沿所述芯板的所述纵向重复，
高温流体用入口孔和低温流体用出口孔设在各所述芯板的纵向一端侧上，高温流体用出口孔和低温流体用入口孔设在各所述芯板的纵向另一端侧上，
一对所述高温流体用入口孔和所述高温流体用出口孔以及一对所述低温流体用入口孔和所述低温流体用出口孔基本设在各所述芯板的各个对角线上，
各所述凸部的两端分别收敛于所述高温流体用入口孔和所述高温流体用出口孔，
各对所述芯板被组装成使该对芯板中的一个的、与形成有凸部的一侧相反的那侧面向该对芯板中的另一个的、与形成有凸部的一侧相反的那侧，并且形成在各对所述芯板上的所述凸部成对但朝向相反的方向，
各对所述芯板形成由形成在各个芯板上的所述凸部的壁面包围的多根蛇形管，以使通向高温流体用入口孔的收敛部与通向高温流体用出口孔的收敛部之间的长度越短的蛇形管沿所述芯板的所述宽度方向的剖面积越小，并且所述蛇形管形成相应的高温流体室。
4.根据权利要求3所述的板层积式热交换器，其特征在于，
各所述凸部还具有沿着与所述芯板的所述纵向垂直的所述芯板的所述宽度方向形成的第二山部和谷部，且所述第二山部和谷部沿着所述芯板的所述纵向重复。
5.根据权利要求4所述的板层积式热交换器，其特征在于，
在由沿着所述芯板的所述宽度方向形成的所述第二山部和谷部构成的波的周期和振幅方面，形成在各对所述芯板上的所述凸部相同。
6.根据权利要求5所述的板层积式热交换器，其特征在于，
所述凸部沿着所述芯板的所述纵向以同相位方式蜿蜒。
7.根据权利要求5所述的板层积式热交换器，其特征在于，
所述凸部沿着所述芯板的所述纵向以反相位方式蜿蜒。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的板层积式热交换器，其特征在于，
第二凸部沿着与所述高温流体的流动方向基本垂直的方向形成在用于形成所述凸部的壁面上。
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